Antimonio

Antimonioa
	51 Eztainua ← Antimonioa → Telurioa
; 51	Sb
Ezaugarri orokorrak
Izena, ikurra, zenbakia	Antimonioa, Sb, 51
Serie kimikoa	metaloideak
Taldea, periodoa, orbitala	15, 5, p
Masa atomikoa	121,760(1) g/mol
Konfigurazio elektronikoa	[Kr] 4d10 5s2 5p3
Elektroiak orbitaleko	2, 8, 18, 18, 5
Propietate fisikoak
Egoera	solidoa
Dentsitatea	(0 °C, 101,325 kPa) 6,697 g/L
Urtze-puntua	903,78 K; (630,63 °C, 1.167,13 °F)
Irakite-puntua	1.860 K; (1.587 °C, 2.889 °F)
Urtze-entalpia	19,79 kJ·mol−1
Irakite-entalpia	193,43 kJ·mol−1
Bero espezifikoa	(25 °C) 25,23 J·mol−1·K−1
Propietate atomikoak
Kristal-egitura	erronboedrikoa
Oxidazio-zenbakia(k)	-3, 3, 5
Elektronegatibotasuna	2,05 (Paulingen eskala)
Ionizazio-potentziala	1.a: 834 kJ/mol; 2.a: 1.594,9 kJ/mol; 3.a: 2.440 kJ/mol
Erradio atomikoa (batezbestekoa)	145 pm
Erradio atomikoa (kalkulatua)	133 pm
Erradio kobalentea	138 pm
Datu gehiago
Eroankortasun termikoa	(300 K) 24,4
Soinuaren abiadura	3.420 m/s
Isotopo egonkorrenak

Antimonioa elementu kimiko bat da, Sb ikurra (Stibium, latinezko izena) eta 51 zenbaki atomikoa dituena. Antimonioaren forma egonkorrak kolore urdin-zurikoak dira. Forma horiak eta beltzak ez-metal ezegonkorrak dira.

Metaloide honek 4 forma alotropiko ditu. Forma egonkorrean metal zuri-urdinxka da. Antimonio beltz eta horia, berriz, forma ez-metaliko ezegonkorrak dira. Antimonioa hainbat gaitan erabiltzen da, esaterako, suaren aurkako elementuetan, margoetan, zeramikan, esmalteetan, aleazioetan, elektronikan eta kautxuan.

Ezaugarri nagusiak

Antimonioa, forma elementalean, solido zuri zilarkara, hauskorra, galdagarria eta kristalinoa da. Eroankortasun elektriko eta termiko txikia dauka eta tenperatura baxuetan lurrintzen da. Metaloidea izanik, metalaren antzekoa da, bai itxuran bai zenbait propietate fisikotan, baina kimikoki ez du metal gisa jokatzen. Azido eta halogeno oxidatzaileek erasaten diote. Antimonioak eta bere aleazioek badaukate berezitasun bat: hoztean hedatu egiten dira.

Antimonioaren ugaritasunaz egin diren estimazioen arabera, Lurrazalean elementu honen 0,2 eta 0,5 ppm artean daude. Azken kalkuluen arabera^[1], antimonio-hornidurak 30 urte iraungo du, nahiz eta, espero den eskari-emendioa ikusirik, 15 urte barru agortua egon daitekeen.

Historia

Ikerketa historiko eta arkeologikoek adierazi dutenaren arabera, gizakiak 6 milurteko daramazki antimonioa eta sulfuroak erabiltzen. Antzinan, antimonita edo estibina, Sb₂S₃, antimonio sulfuruaren formarik ohikoena, egipziarrek erabiltzen zuten "kohl" izeneko ore beltzaren osagai nagusia zen, begietako makillajerako erabiltzen zena, besteak beste^[2]^[3]. Babiloniarrek bazekiten nola atera antimonioa bere konposatuetatik eta apaingarri gisa erabiltzen zuten haien ontzietan.

Basil Valetine alkimista (1565-1624, askotan antimonioaren aurkitzailetzat jo dena, a ntimonioa bere konposatuetatik nola bereizi zitekeen deskribatu zuen lehena izan zen, bere "Triumph Wagens des Antimonij" (Antimonioaren gurdi arrakastatsua) tratatuan ^[4].

Antimonio hitzak انتيمون ("al-ithmīd") hitz arabiarraren latinizazioan du jatorria eta hau, berriz, stibium hitz latindarraren arabiartzetik ^[5]^[6].

Beste teoria batzuen arabera, antimonio hitza latinezko "anti" (bildurra) eta "mono" (bakarrik) hitzen elkartzetik dator, antimonioak naturan duen konposatu izaerari erreferentzia eginez ^[7].

XVI. mendean inprentaren asmatzearen ondoren, antimonioa zigilu tipografikoak egiteko aleante gisa erabili zen. Berau hoztean, hedatzeko ez-ohizko propietatea du solidifikatzen doan heinean. Hala, moldeetako pitzadurak betetzea lortzen da, sortzen diren piezen ertzak oso zorrotzak eginez. Arrazoi honengatik, inprentako tipoak egiteko erabili zen. XIX.mendean, berriz, zinkarekin eginiko aleazioa mahai-tresnak, argimutilak eta ganderailuak egiteko erabili zen antimonioa.

Pilaren asmatzearen ondoren, beruna eta antimonioaren arteko aleazioak pilen iraupena asko lutzatzen zuela frogatu zen. Lehen Mundu Gerran antimonioaren ustiapenak goia jo zuen, bere erabilera armamentistikoa medio, erdimetal honek berunaren eta eztainuaren gogortasuna eta indar mekanikoa areagotzen baititu. Halaber, automobilgintzaren industriaren garapenarekin bat, antimonioaren erabilerak gora egiten jarraitu du urtetik urtera, nahzi eta lehen mundu gerran jotako mailara ez berriro iritsi 1990.hamarkadara arte.

Aplikazioak

Antimonioak erdieroaleen industrian du garrantzia, bereziki, diodo, infragorri detektore eta Hall efektuzko gailuen produkzioan ^[8].

Elementu hau aleazioetan erabiliz gero, erdimetal honek gogortasuna eta erresistentzia handitzen du esfortzu mekanikoekiko. Beste hainbat aleaziotan ere erabiltzen da, hala nola, peltrea, marruskaduraren aurkako metala (eztainuarekin egindako aleazioa), metal ingelesa (zinc eta antimonioak osatuta), etab. ^[9]

Hainbat aplikazio espezifiko:

Bateria eta metatzaileak
Inprenta ezberdinak^[10]
Kableen estaldura
Kojinete eta rodamentuak

Antimonioa duten oxido, sulfuro, antimoniato eta halogenuro konposatuak suari erresistenteak diren materialak egiteko erabiltzen dira: esmalteak, beirak, pinturak eta zeramikak ^[11]. Hauetatik antimonio trioxidoa da garrantzitsuena, zeina suaren atzeratzaile moduan erabiltzen den. Azken erabilera hau arropa, jostailu eta eserlekuen estalkien merkatuan zabala da ^[12].

Erabilera metalikoak

XX. mendean berun eta azidoko pila edo bateria elektrikoa garatu zenetik, kargatu daitekeen bigarren bateriarik garrantzitsuena izan da. Motordun ibilgailuetan erabili ohi da edo bateria industrial gisa.

Antimonioak berunarekin batera osatzen duen aleazioa metagailu elektrikoteko hainbat piezatarako erabili ohi da, non korrosioaren aurkako erresistentzia beharrezkoa den.

Soldadura suabe askotan (625K baino tenperatura baxuagotan urtzen direnak) antimonioa osagai urri baina garrantzitsua da. Soldadura hauek %0,5 eta 3 bitarte antimonio izan dezakete eta bere eginkizuna soldadura finkatzea eta tenperatura baxuetan eztainuaren alotropoen eraketa ekiditea dira. Era berean, antimonioa munizioan erabilitako beruns gogortzeko ere erabili izan da.

Estatu Batuetan antimonioren erabilera bala eta perdigoien fabrikaziora mugatzen da gehien bat. Berunak eragindako lurpeko uraren kutsadura, baita lurrarena eta kate trofikoarena, kezka iturri handia izan da urte askoz eta ingurugiroaren arautzeak beruna eta antimonioaren arteko aleazioa, tungstenoaren aleazioagatik ordekatzera bultzatu du.

Erabilera ez-metalikoak

Sergutasun-fosforoen puntek antimonio trisulfuroa dute. Konbustioa erreakzio exotermikoa da, barnean sortutako erradikal askeek eta beroak mantenduta. Halogenoa duten sugarren atzeratzaileek gas-fasean katearen mekanismoa oztopatzen dute. Haien kabuz erabiltzen direnean, berriz, halogenoa duten sugarren atzeratzaileak kantitate oso handietan erabili behar dira. Arazo hau ekiditeko, antimonio trioxidoa gehitzen da, halogenoekin batera lan egiten duena, beharrezko atzeratzaile kopurua gutxituz eta tratamenduaren kostu globala murriztuz. Antimonioa eta halogenoen arteko baterako lana era desberdinetan azaldu nahi izan da, baina ez da behin-betikorik.

Ohiko plastiko asko beroaren eta izpi ultramoreen (UV) eraginpean degradatu egiten dira eta, ondorioz, horiekin egindako produktuak babestu egin behar dira egonkortaileak gehituz. 1950. hamarkadatik antimonioa bero-egonkortzaile gisa erabili da PVC-arentzat, bereziki plastikoaren forma zurrunetan.

Antimonio trioxidoa katalizatzaile bezala erabiltzen da PET-aren polimerizazioan, botila, pelikula eta beste hainbat produktutan erabiltzen den plastikoa dena. Antimonioaren konposatuak dira, germanio dioxidoarekin batera, PET-rentzat erabili ohi diren katalizatzaile lehenetsiak.

Germanio dioxidoa erabilita lortzen den produktuak gardentasun hobea du antimonioa erabilita lortzen denak baino, baina PET aplikazio askotarako garestiegia da. Antimonio trioxidoa, bestalde, kanpoko pinturetarako pigmentu zuri bezala ere erabiltzen da, atmosferak eragindako higaduraren aurrean erresistentzia altua zuela ikusi baitzen. Hala ere, bere izaera toxikoaz jabetu ondoren, antimonio trioxidoa titanio dioxidoagatik ordezkatu da (TiO₂).

Antimonioa eta ingurunea

Antimonioa iturri natural eta industrialetatik iristen da ingurunera. Airean partikula oso txikiei itsatsita gera daiteke egun askotan zehar. Aireko antimonio gehiena zoruan jalkitzen da, non altzairu, manganeso edo aluminio partikuletara irmoki itsasten den. Denboraldi luzez arnasten dugun airean antimonio kantitate handia egoteak begi- eta birika-narritadura eta arnas-, bihotz- eta sabel-arazoak eragin ditzake.

8 orduko lanegun batean aire m³-ko 0,5 mg antimonioren eraginpean jartzea

izango litzateke lan-munduan ezartzen den muga. Europa mailan, edateko urak izan dezakeen antimonio kantitate maximoa, berriz, 0,006 ppm-koa da.

Hiri-airean aurkitzen den antimonioaren iturri nagusia ibilgailuen, zentral elektrikoen eta erraustegien erregai fosilen konbustioa litzateke.

Ugaritasuna eta lorpena

Naturan hainbat mineraletan aurki daiteke antimonioa, nahiz eta elementu ugaria ez izan. Hala ere, aske aurkitzea posible da, normalean sulfuro formarekin. Antimonioaren mea nagusia antimonita da (estibina ere deritzona), Sb₂S₃^[13]_.

Neurriak

Antimonioa eta bere konposatuetako asko toxikoak dira eta, ondorioz, haiek maneiatzerako orduan kontu handiz ibili behar da. Oxidatzaile indartsuekin bortitzki erreakzionatzen du (adib. halogenoak, permanganato alkalinoak eta nitratoak), su eta eztanda arriskua eraginez. Azido egoeran hidrogenoarekin erreakzionatzen du estabamina izeneko gas oso toxiko bat sortuz. Konposatu hauek azidoak eraso ditzakeen metalak daudenetan sortzen dira, esate baterako, burdina. Horregatik, inoiz ezin dira objektu metalikoak erabili (pintzak, ontziak, etab.) antimonioaren mineralak azidoarekin garbitzen direnean ^[14].

Auto sutze puntuaren tenperatura 900ºC-ekoa da eta biltegiratzea jaki, pentzu, oxidatzaile indartsu eta azidoengandik aldentuta egin behar da ^[15]. Era berean, eskularruak eta babes-betaurrekoak erabili behar dira maneiurako.

Erreferentziak

↑ [1] New Scientist, "Earth's natural wealth: an audit"
↑ Jungmayr, Petra. (1999-08). «Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft. Herausgegeben von Claus Priesner und Karin Figala. Verlag C. H. Beck, München 1998. 412 S., 40 Abb., Leinen, DM 68,-. ISBN 3-406-44104-8» Chemie in unserer Zeit 33 (4): 239–240. doi:10.1002/ciuz.19990330412. ISSN 0009-2851. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Pliny the Elder. (1938). «Natural History» Digital Loeb Classical Library (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Stuart., Moorey, Peter Roger. Ancient Mesopotamian materials and industries : the archaeological evidence. ISBN 0-19-814921-2. PMC 1038554965. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Albright, W. F.. (1918-07). «Notes on Egypto-Semitic Etymology. II» The American Journal of Semitic Languages and Literatures 34 (4): 215–255. doi:10.1086/369866. ISSN 1062-0516. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Sarton, George. (1935-02). «(Al-morchid fi'l-kohhl) ou Le guide d'oculistique. Max Meyerhof» Isis 22 (2): 539–542. doi:10.1086/346926. ISSN 0021-1753. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Lippman, p.643-5
↑ Philip), O'Mara, William C. Herring, Robert B. Hunt, Lee P. (Lee. (2005). Handbook of semiconductor silicon technology. Crest Publishing House ISBN 81-242-0508-6. PMC 183762543. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ 1891-1959., Holmyard, Eric John,. (2010). Inorganic chemistry : a textbooks for colleges and schools. [Hazen Press] ISBN 978-1-4067-1496-8. PMC 545942774. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Board., National Research Council (U.S.). Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Materials. Panel on Antimony. National Research Council (U.S.). National Materials Advisory. (1970). Trends in usage of antimony : report. National Academy of Sciences -- National Academy of Engineering PMC 25913539. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Sunan Abu-Dawud (Ahmad Hasan translation). Book 32, Number 4050
↑ Ipser, H.; Flandorfer, H.; Luef, Ch.; Schmetterer, C.; Saeed, U.. «Thermodynamics and phase diagrams of lead-free solder materials» Lead-Free Electronic Solders (Springer US): 3–17. ISBN 978-0-387-48431-0. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ (Ingelesez) Peng, J. -T.; Hu, R. -Z.; Burnard, P. G.. (2003-10-16). «Samarium–neodymium isotope systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan antimony deposit (Hunan, China): the potential of calcite as a geochronometer» Chemical Geology 200 (1): 129–136. doi:10.1016/S0009-2541(03)00187-6. ISSN 0009-2541. (kontsulta data: 2022-03-06).
↑ Rüsz, Hansen, Claus Tsirigotaki, Alexandra Bak, Søren Alex Pergantis, Spiros A. Stürup, Stefan Gammelgaard, Bente Hansen, Helle. (2010). Elevated antimony concentrations in commercial juices. Royal Society of Chemistry PMC 842756403. (kontsulta data: 2022-03-13).
↑ Shotyk, William; Krachler, Michael; Chen, Bin. (2006). «Contamination of Canadian and European bottled waters with antimony from PET containers» Journal of Environmental Monitoring 8 (2): 288. doi:10.1039/b517844b. ISSN 1464-0325. (kontsulta data: 2022-03-13).

Kanpo estekak

Datuak: Q1099
Multimedia: Antimony / Q1099

[1] [1] New Scientist, "Earth's natural wealth: an audit"

[2] Jungmayr, Petra. (1999-08). «Alchemie. Lexikon einer hermetischen Wissenschaft. Herausgegeben von Claus Priesner und Karin Figala. Verlag C. H. Beck, München 1998. 412 S., 40 Abb., Leinen, DM 68,-. ISBN 3-406-44104-8» Chemie in unserer Zeit 33 (4): 239–240. doi:10.1002/ciuz.19990330412. ISSN 0009-2851. (kontsulta data: 2022-03-13).

[3] Pliny the Elder. (1938). «Natural History» Digital Loeb Classical Library (kontsulta data: 2022-03-13).

[4] Stuart., Moorey, Peter Roger. Ancient Mesopotamian materials and industries : the archaeological evidence. ISBN 0-19-814921-2. PMC 1038554965. (kontsulta data: 2022-03-13).

[5] Albright, W. F.. (1918-07). «Notes on Egypto-Semitic Etymology. II» The American Journal of Semitic Languages and Literatures 34 (4): 215–255. doi:10.1086/369866. ISSN 1062-0516. (kontsulta data: 2022-03-13).

[6] Sarton, George. (1935-02). «(Al-morchid fi'l-kohhl) ou Le guide d'oculistique. Max Meyerhof» Isis 22 (2): 539–542. doi:10.1086/346926. ISSN 0021-1753. (kontsulta data: 2022-03-13).

[7] Lippman, p.643-5

[8] Philip), O'Mara, William C. Herring, Robert B. Hunt, Lee P. (Lee. (2005). Handbook of semiconductor silicon technology. Crest Publishing House ISBN 81-242-0508-6. PMC 183762543. (kontsulta data: 2022-03-13).

[9] 1891-1959., Holmyard, Eric John,. (2010). Inorganic chemistry : a textbooks for colleges and schools. [Hazen Press] ISBN 978-1-4067-1496-8. PMC 545942774. (kontsulta data: 2022-03-13).

[10] Board., National Research Council (U.S.). Committee on Technical Aspects of Critical and Strategic Materials. Panel on Antimony. National Research Council (U.S.). National Materials Advisory. (1970). Trends in usage of antimony : report. National Academy of Sciences -- National Academy of Engineering PMC 25913539. (kontsulta data: 2022-03-13).

[11] Sunan Abu-Dawud (Ahmad Hasan translation). Book 32, Number 4050

[12] Ipser, H.; Flandorfer, H.; Luef, Ch.; Schmetterer, C.; Saeed, U.. «Thermodynamics and phase diagrams of lead-free solder materials» Lead-Free Electronic Solders (Springer US): 3–17. ISBN 978-0-387-48431-0. (kontsulta data: 2022-03-13).

[13] (Ingelesez) Peng, J. -T.; Hu, R. -Z.; Burnard, P. G.. (2003-10-16). «Samarium–neodymium isotope systematics of hydrothermal calcites from the Xikuangshan antimony deposit (Hunan, China): the potential of calcite as a geochronometer» Chemical Geology 200 (1): 129–136. doi:10.1016/S0009-2541(03)00187-6. ISSN 0009-2541. (kontsulta data: 2022-03-06).

[14] Rüsz, Hansen, Claus Tsirigotaki, Alexandra Bak, Søren Alex Pergantis, Spiros A. Stürup, Stefan Gammelgaard, Bente Hansen, Helle. (2010). Elevated antimony concentrations in commercial juices. Royal Society of Chemistry PMC 842756403. (kontsulta data: 2022-03-13).

[15] Shotyk, William; Krachler, Michael; Chen, Bin. (2006). «Contamination of Canadian and European bottled waters with antimony from PET containers» Journal of Environmental Monitoring 8 (2): 288. doi:10.1039/b517844b. ISSN 1464-0325. (kontsulta data: 2022-03-13).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]